III Taller de Regionalización de Precipitaciones Máximas

Presentación del tema: "III Taller de Regionalización de Precipitaciones Máximas"— Transcripción de la presentación:

1 III Taller de Regionalización de Precipitaciones Máximas
1 al 2 de Diciembre de 2011 Rosario (SF) - Argentina Derivación y Parametrización de Curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) Pedro A. Basile, Gerardo Riccardi y Hernán Stenta Departamento de Hidráulica Escuela de Ing. Civil – F.C.E.I.A. Universidad Nacional de Rosario

2 OBJETIVOS APLICABILIDAD
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta OBJETIVOS Actualizar y ampliar los estudios estadísticos de precipitaciones registradas en Rosario, Casilda y Zavalla. Derivar curvas intensidad-duración-recurrencia (IDR) y parametrizarlas ajustando ecuaciones del tipo Sherman de tres parámetros. APLICABILIDAD Especificar escenarios de entrada a modelos de transformación lluvia-caudal para determinación de caudales máximos o hidrogramas de diseño. Diseño de obras hidráulicas en la zona de influencia de las ciudades (sistemas de drenaje pluvial urbano; reservorios de detención, dimensionamiento de alcantarillas, puentes, canales artificiales en sectores rurales, etc…).

3 Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta LOCALIZACIÓN ESTACIONES DE MEDICIÓN y DATOS DE LLUVIA CONSIDERADOS EN EL ESTUDIO Cuenca del Aº Ludueña Estación Rosario Aero (SMN) Latitud 32º 55’ Sur, Longitud 60°46' Oeste y altura 22.5 m snmm. Serie de registros pluviográficos de 43 años ( ) Serie de registros pluviométricos de 73 años ( ) Estación Agro-Experimental de Zavalla (FCAG-UNR) Latitud 33º 01' Sur, Longitud 60º 53´ Oeste y altura 50 m snmm. Serie de registros pluviométricos de 35 años ( ) Estación INTA-Agencia de Extensión Rural de Casilda Latitud 33º 02' Sur, Longitud 61º 09´ Oeste y altura 70.5 m snmm. Serie de registros pluviométricos de 44 años ( )

4 METODOLOGÍA DE CÁLCULO IMPLEMENTADA
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta METODOLOGÍA DE CÁLCULO IMPLEMENTADA 1. Se seleccionaron lluvias máximas anuales para duraciones de 1, 2, 3, 4 y 5 días (datos pluviométricos de Rosario, Casilda y Zavalla). 2. Se seleccionaron láminas máximas anuales para duraciones de 5, 15, 30, 60, 180, 360, 720 y 1440 min. (24 hs), (datos pluviográficos de Rosario). 3. A cada muestra se le ajustaron 5 FDP teóricas: LogGauss, Gumbel, GEV, Pearson y Exponencial, utilizando el programa AFMULTI (Paoli et al., 1994). 4. Se seleccionó la FDP teórica de mejor ajuste (prueba de bondad de ajuste de Kolmogorov-Smirnov y Chi-Cuadrado). 5. Se determinó la relación R24h, 1d, R entre lámina máxima pluviográfica (P24h, para períodos de 24 hs móviles ) y lámina máxima pluviométrica (P1d, para períodos de 1 día fijos) utilizando la FDP ajustada a los datos de Rosario. 6. Se determinaron las relaciones rDi,24h =PDi/P24h , entre las láminas máximas de igual recurrencia, para Di ≤ 24 hs, calculadas con la FDP teórica ajustada a los datos pluviográficos de Rosario. 7. Para Casilda y Zavalla se calcularon las láminas máximas de 24 hs multiplicando las láminas de duración 1 día (P1d,R) por la relación R24h,1d,R obtenida en 5:

5 METODOLOGÍA DE CÁLCULO IMPLEMENTADA_cont.
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta METODOLOGÍA DE CÁLCULO IMPLEMENTADA_cont. 8. Sucesivamente, para Casilda y Zavalla se calcularon las láminas para Di < 24 hs y para cada recurrencia, PDi,R, multiplicando las láminas de duración 24 hs, obtenidas en 7, por las relaciones entre láminas rDi,24h,R obtenidas en 6. 9. Se calcularon las intensidades medias máximas para cada duración y cada recurrencia mediante el cociente entre las respectivas láminas y sus correspondientes duraciones (Rosario, Casilda y Zavalla) 10. Las curvas IDR derivadas se parametrizaron, para cada recurrencia, ajustando ecuaciones del tipo Sherman de tres parámetros: a, b y g : parámetros, D: duración de lluvia expresada en minutos i : intensidad expresada en (mm/h). El ajuste de los parámetros se realizó con la función Solver de Excel minimizando la función objetivo, definida como el error relativo promedio, es decir: ND : número total de duraciones consideradas, iECP,k e iFDP,k : intensidades medias máximas, para la k-ésima duración de lluvia, calculadas respectivamente con la ecuación parametrizada y con la FDP teórica

6 Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS Probabilidad de excedencia lluvias de D=1, 2, 3, 4 y 5 días, Rosario. 3 d 2 d 1 d 4 d 5 d De pruebas de bondad de ajuste (Kolmogorov-Smirnov y Chi-Cuadrado) ninguno de los 5 modelos probabilísticos es descartado para los tres niveles de significancia: 5%, 1% y 0.1%.

7 RESULTADOS_cont. Ajuste de la FDP Gumbel a datos pluviométricos
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Ajuste de la FDP Gumbel a datos pluviométricos Casilda Rosario Aero El modelo que mejor ajusta, considerando los valores del error cuadrático medio de la variable (ECMV) y de la frecuencia (ECMF), es el de Gumbel. Zavalla

8 (Datos pluviográficos, Rosario Aero)
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Ajuste de la FDP Gumbel (Datos pluviográficos, Rosario Aero)

9 Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Relación R24h, 1d, R entre lámina máxima pluviográfica (P24h) y lámina máxima pluviométrica (P1d). Estación Rosario Aero. R=2 años 5 10 50 100 500 1000 5000 10000 20 R24h,1d,R = 1.086 Valor similar al valor medio de 1.08 determinado para la región central de Argentina (García et al., 2001) Ligeramente menor que el valor de 1.13 calculado por Hershfield (1961).

10 Relaciones entre láminas rDi,24h=PDi/P24h
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Relaciones entre láminas rDi,24h=PDi/P24h Datos pluviográficos Estación Rosario Aero Las relaciones rDi,24h entre las láminas máximas de igual recurrencia para Di≤24 hs (1440 min.), calculadas a partir de la FDP teórica adoptada, muestran una cierta variabilidad con la recurrencia, aunque no en forma sustancial, sobre todo para R<10 años y duraciones 15 min. < D < 360 min.

11 Ecuaciones de las curvas IDR parametrizadas para Rosario
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta Ecuaciones de las curvas IDR parametrizadas para Rosario i (mm/h) , D (min.)

12 Ecuaciones de las curvas IDR parametrizadas para Casilda
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Ecuaciones de las curvas IDR parametrizadas para Casilda i (mm/h) , D (min.)

13 Ecuaciones de las curvas IDR parametrizadas para Zavalla
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Ecuaciones de las curvas IDR parametrizadas para Zavalla i (mm/h) , D (min.)

14 Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta CONCLUSIONES Se construyeron curvas IDR, para las ciudades de Rosario, Casilda y Zavalla, utilizando en forma conjunta datos pluviométricos y datos pluviográficos, para 5 min. < Di < 5 días. La metodología para Casilda y Zavalla se basó en la transposición de las relaciones R24h,1d,R y rDi,24h derivadas a partir de información de lluvia registrada en la Estación Rosario Aero (SMN). El valor obtenido de R24h,1d,R , a partir de FDP Gumbel, es similar al valor medio calculado para la región central de Argentina (García et al., 2001) y ligeramente inferior al valor propuesto por Hershfield (1961). Las relaciones rDi,24,R, calculadas a partir del ajuste de la FDP Gumbel a los datos pluviográficos de la Estación Rosario Aero, no presentan una variación sustancial con la recurrencia. Las relaciones permitieron desagregar temporalmente láminas máximas para duraciones Di < 24 hs en Casilda y Zavalla. Las curvas IDR fueron parametrizadas satisfactoriamente ajustando ecuaciones tipo Sherman de tres parámetros, resultando valores aceptables del ERP (2.5% - 7%). Las curvas IDR construidas constituyen una herramienta fundamental para el dimensionamiento de obras hidráulicas en zonas urbanas y rurales de las ciudades involucradas en el estudio.

15 Muchas gracias por su atención !!
Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta Muchas gracias por su atención !!

16 Derivación y parametrización de curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla (SF – Argentina) P.A. Basile, G. Riccardi y H. Stenta RESULTADOS_cont. Comparación ecuaciones curvas IDR para Rosario obtenidas en este estudio (R=2, 5 y 10 años) y las de MR (1997)